[发明专利]单电感双Buck全桥逆变器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种单电感双Buck全桥逆变器，属电能变换装置中的逆变器。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，逆变器得到了广泛的研究和应用，双降压式逆变器(Dual Buck Inverter—以下简称DBI)是近年来被提出以及大量研究的新型逆变器拓扑。与传统的推挽、全桥等逆变器相比，DBI具有无桥臂直通和无开关管寄生二极管反向恢复问题的突出特点，对于电源可靠性要求高的场合尤其适用。DBI为同时实现逆变器的高效率和高可靠性提供了一种简洁的途径，具有很高的研究价值以及广阔的发展背景。DBI与传统半桥逆变器一样，存在以下缺点：DBI需要外接正负直流母线电压，其幅值超过输出电压最大值的两倍，直流电压利用率低，器件电压应力为输入电压的两倍，不适合高压输入场合；桥臂只能输出+1和-1两态电平，工作于双极性调制方式，桥臂输出波形谐波含量大，需要较高的开关频率以及较大的滤波器。此外，DBI中包含两个滤波电感，而在开关电源中磁性元件的体积重量及损耗占有相当大的比例，且随着功率的增大其比例也会变大。

发明内容：

本发明提供一种能保留双降压式逆变器(DBI)高可靠性和高效率优点的单电感双Buck全桥逆变器。

本发明采用如下技术方案：一种单电感双Buck全桥逆变器，包括外接电源U、反转电路和双Buck电路，所述反转电路包括第一功率三极开关管S₁、第二功率三极开关管S₂、第三功率三极开关管S₃及第四功率三极开关管S₄，所述双Buck电路包括第五功率三极开关管S₅、第六功率三极开关管S₆、第一续流二极管D₁的阴极、第二续流二极管D₂、输出滤波电感L、输出滤波电容C及负载R，所述第一功率三极开关管S₁的漏极与外接电源U的正极连接；第一功率三极开关管S₁的源极和第三功率三极开关管S₃的漏极，连接到第五功率三极开关管S₅的漏极；第三功率三极开关管S₃的源极与外接电源U的负极连接；第二功率三极开关管S₂的漏极与外接电源U的正极连接；第四功率三极开关管S₄的源极与外接电源U的负极连接；第二功率三极开关管S₂的源极和第四功率三极开关管S₄的漏极，连接到输出滤波电容C与负载R相连的一端；输出滤波电容C与负载R的另一端也相连，连接到输出滤波电感L的一端；第一续流二极管D₁的阴极和第二续流二极管D₂的阳极，连接到输出滤波电感L的另一端；第一续流二极管D₁的阳极与外接电源U的负极连接；第二续流二极管D₂的阴极与外接电源U的正极连接；第六功率三极开关管S₆的漏极连接到第一续流二极管D₁的阴极和第二续流二极管D₂的阳极的连接点；第六功率三极开关管S₆的源极与第五功率三极开关管S₅的源极连接。

本发明具有如下有益效果：

（1）解决了传统电路上的桥臂直通问题；

（2）与传统半桥型逆变器相比，功率器件的电压应力降低，更加适合高压、大功率的场合；

（3）与DBI电路相比，仅需要一个滤波电感，降低了整个电路体积和重量以及相应的损耗，具有较高的变换效率；

（4）控制方案简单，易于实现,具有较高的可靠性。

附图说明：

图1是本发明的单电感双Buck全桥逆变器电路结构示意图。

图2是本发明的单电感双Buck全桥逆变器电路各开关模态示意图。

图3是本发明的单电感双Buck全桥逆变器电路采用的控制框图。

其中：